introducción a la atómica -...
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Iniciativa de Ciencia Progresiva
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Introducción a la Estructura Atómica
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Luz y Sonido
En 1905 Einstein derivó una ecuación relacionando la masa y la energía. Deberías familiarizarte con esta ecuación:
E = mc2
Esta ecuación ha cambiado un poco desde entonces, pero por primera vez en la historia se establece una relación entre materia y energía, y entre la física y la química.
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Luz y Sonido
Porque Einstein fue capaz de demostrar una relación entre la materia y la energía, es que hoy podemos entender más acerca de la materia, a partir de todo lo que aprendemos sobre la energía.
Podemos ver la relación entre la energía y la materia específicamente cuando nos fijamos en algunas de las propiedades inusuales de la naturaleza ondulatoria de la energía.
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La naturaleza de la luz ha sido debatida por miles de años
En el 1600, Newton sostenía que la luz era una corriente de partículas. Huygens contrarrestó esto diciendo que que se trataba de una onda.
Ambos tenían buenos argumentos, pero ninguno podía probar el suyo.
La Naturaleza de la luz: Onda o Partícula?
¡onda!¡partícula!
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Experimento de la Doble Rendija de Young
En 1801, Thomas Young establece el argumento (aparentemente) con su experimento de la doble rendija.Mas adelante, cuando veamos los resultados del experimento de Young veremos una de las propiedades inusuales de la energía de la que estábamos hablando. Pero primero, debemos entender las ondas.
Para estudiar las propiedades de las ondas podemos analizar cualquier tipo de onda, desde las ondas que produce un objeto en el agua, hasta las ondas de sonido producidas por parlantes. Ondas son ondas.
Click para ver un video de Veritasium sobre el experimento original de la doble rendija de Young
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Experimento de la Doble Rendija de Young
Young hizo una prueb para ver si la luz era una onda a partir de ver si se creaba un patrón de interferencia cuando la luz pasaba a través de dos rendijas como lo haría una onda.
fuente luminosa
d
L
pantalla con rendijas
pantalla detectora
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Experimento de la Doble Rendija de Young
Esta imagen es de la luz (de un solo color) chocando en una pantalla distante después de haber pasado a través de 2 rendijas. Esto solo tiene sentido si la luz es una onda.
d
L
pantallacon rendijas
pantalla detectora
x
fuenteluminosa
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Difracción e Interferencia
El experimento de doble rendija pone de manifiesto dos de las propiedades de las ondas:
Cada rendija genera una nueva onda debido a la difracción. Esas ondas entonces interfieren constructiva o destructivamente sobre una pantalla distante.
S1
S2
pantalla
difracción e interferencia
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1 ¿Qué principio es el responsable de la difusión de la luz cuando pasa a través de una rendija estrecha?
A difracción
B polarización
C dispersión
D interferencia
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Doble Rendija. Máximos y MínimosLa interferencia se produce debido a que cada punto de la pantalla no está a la misma distancia de las dos rendijas. Dependiendo de la diferencia de longitud de la trayectoria, la onda puede interferir de forma constructiva (punto brillante) o destructiva (punto oscuro).
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Las líneas brillantes que aparecen en la pantalla se llaman máximos.
las líneas claras se llaman mínimos.
Los máximos están espaciados uniformemente y los mínimos se encuentran entre un par de máximos.
Doble Rendija. Máximos y Mínimos
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2 ¿Qué principio es responsable de las bandas claras y oscuras alternadas cuando la luz pasa a través de dos o más rendijas estrechas?
A difracciónB polarizaciónC dispersiónD interferencia
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Si la luz es una onda… ¿Qué es exactamente lo que está
ondulando?
Sabemos que en las ondas de sonido es la perturbación del aire.
En cualquier movimiento armónico simple existen dos formas o niveles de energía y un medio para moverse
entre ellos.¿Qué significa ésto para la luz?
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Una muy buena manera de empezar con esto es hacer que una carga (como un electrón) se acelere.
Esto crea un campo eléctrico cambiante...
lo cual crea un campo magnético cambiante....
que crea un campo eléctrico cambiante...
lo cual crea un campo magnético cambiante....
lo que crea un campo eléctrico cambiante...
lo cuál crea un campo magnético cambiante..
Las cargas en movimiento crean ondas electro-magnéticas
ElectromagneticWave DirectionDirección de las ondas
electromagnéticas
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James Maxwell
En Escocia en la década de 1860 James Maxwell, combinó todas las ecuaciones conocidas de electricidad y magnetismo, y agregó una para crear las ecuaciones de Maxwell
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Ecuaciones de Maxwell
Ley de Gauss
Ley de Gauss para Magnetismo
Ley de Inducción de Faraday
Ley de Ampere
Maxwell's Equations
Not
as d
el P
rofe
sor
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Velocidad de la luz
El encontró lo que ellos predijeron: que la energía podía moverse entre dos formas (eléctrica y magnética) y que la perturbación podía viajar a través del espacio a una velocidad de 300.000 km/s Esto concordaba con la rapidez de la luz
3 x 108 m/s es la velocidad de la luz en el vacío.
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En física aprendimos que un campo magnético variable produce un campo eléctrico.
Maxwell mostró también que un campo eléctrico variable produce un campo magnético.
Una vez que estos campos variables comienzan a moverse, se mantienen creando uno al otro...y viajan por su cuenta.
Estos campos que viajan se llaman ondas electromagnéticas.
Creación de Ondas Electromagnéticas
ElectromagneticWave Direction
Dirección de las ondas electromagnéticas
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3 Un campo eléctrico se produce por un/a...
A campo magnético constante.
B campo magnético variable.
C campo magnético constante o variable.
D gravitación
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4 Un campo eléctrico variable producirá un/a...
A corriente.B campo gravitacional.C campo magnético.D ninguna de las respuestas dadas
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Young demostró que la luz es una onda.
Maxwell demostró que las ondas electromagnéticas existen y viajan a la velocidad de la luz.
Se ha demostrado que la luz es una onda electromagnética.
La frecuencia de una onda electromagnética esta relacionada con su longitud de onda Para las ondas electromagnéticas (incluyendo la luz), en el vacío:
c = velocidad dde la luz = longitud de onda (m) = frecuencia (Hz ó s-1)
La Luz es una Onda Electromagnética
c = λ
c=c=
λ
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c = λ
El Espectro Electromagnético
Toda radiación electromagnética viajan a la misma velocidad: la velocidad de la luz (c)
c = 3 x 108 m/s.
Longitud de onda corta- Alta frecuencia
Longitud de onda larga- Baja frecuencia
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5 Todas las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a:
A la misma velocidad
B velocidades que son proporcionales a sus frecuencias.
C velocidades que son inversamente proporcionales a sus frecuencias.
D velocidades demasiado pequeñas para medirlas
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6 En el vacío la velocidad de todas las ondas electromagnéticas
A es cero
B es 3 . 108 m/s C depende de la frecuencia
D depende de su amplitud
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7 Para una onda, el producto de la frecuencia y la longitud de onda es la_________ de la onda.
A velocidadB amplitud.C intensidad.D potencia.
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8 La longitud de onda de la luz que tiene una frecuencia de 1,2 x 1013 Hz es _______.
A 25 mB 2,5 x 10-5 m
C 0,040 m
D 2,5 m
c = λvc = 3 x 108 m/s
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9 La radiación electromagnética viaja a través del vacío a una velocidad de __________.
A 186,000 m/s
B 125 m/s
C 3 x 108 m/s
D depende de la longitud de onda
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10 ¿Cuál es la frecuencia de la luz roja cuya longitud de onda es de 600 nm?
A 5.0 x 1014 Hz
B 1.0 x 1015 Hz
C 1.5 x 1015 Hz
D 2.0 x 1015 Hz
c = λvc = 3 x 108 m/s
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11 Las plantas absorben luz roja con una frecuencia de 5 x 1014 Hz mientras reflejan la luz verde con una frecuencia de 5,5 x 10 14 Hz. ¿Qué debe ser cierto de la luz verde comparada con la luz roja?
A la luz verde tiene una mayor longitud de onda que la luz roja
B la luz verde tiene una mayor longitud de onda que la luz roja
C la luz verde viaja a menor velocidad que la luz roja
D la luz verde viaja a mayor velocidad que la luz roja
E la luz verde y la roja tienen la misma longitud de onda.
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Radiación de un Cuerpo Negro
Todos los objetos emiten radiación electromagnética dependiendo de su temperatura (radiación térmica)Un cuerpo negro absorve toda la radiación electromagnética (luz) que incide sobre él.
Porque no hay luz reflejada o transmitida, el objeto aparece negro cuando está frío. Sin embargo, los cuerpos negros emiten un espectro que depende de la temperatura, denominada radiación de cuerpo negro. Por ejemplo, la temperatura de la corriente de lava que fluye de la cima del volcán Pahoehoe se puede estimar mediante la observación de su color.
click aqui para una simulación PHET del espectro de cuerpo negro
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La figura muestra curvas de radiación de cuerpo negro para tres temperaturas diferentes.Como se puede ver los cambios de frecuencia e intensidad dependen de la temperatura de la sustancia. La física clásica no podría demostrar la forma de este espectro.
Radiación de un Cuerpo Negro
Teoría clásica
Longitud de onda de la radiación emitida
más caliente
más frío
Intensidad
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La naturaleza ondulatoria de la luz no podría explicar la manera en que un objeto brilla dependiendo de su temperatura: su espectro.
En 1900, Max Planck lo explicó asumiendo que los átomos solo emiten radiación en cantidades discretas o cuantos.
La hipótesis de los cuantos de Planck
Actualmente este supuesto es considerado como el nacimiento de la física cuántica y el más grande logro intelectual de la carrera de Planck.
Cuanto: cantidad discreta de radiación electromagnética
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E = hf
Donde h es la constante de Planck(6.63 x 10-34 J-s) yf es la frecuencia de la luz
Postulados de Planck
La energía y la frecuencia está directamente relacionados
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Hipótesis de los Cuantos de Planck
Según la hipótesis de Planck ya que sólo ciertas frecuencias de luz son emitidas a diferentes temperaturas, la cantidad de energía activada puesta en esa sustancia libera un muy específico tipo de luz.
En otras palabras, si pensamos así a una persona caminando sobre un tramo de escaleras, la persona no podría llegar a cierta altura a menos que primero elevara sus piernas a la altura específica de los escalones.
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Planck no creyó que esto fuera real, sólo funcionó.
Fue como trabajar a partir de las respuestas en el libro ... se ve que funciona, pero no tienes ni idea por qué.
¿Los átomos tenían escalones de energía? Esto no tenía sentido. ¿Por qué no podrían tener alguna energía?
Planck pensó que finalmente encontraría una "verdadera" solución ...
Por eso trabajó por alguna razón. Lo que nos lleva a nuestro siguiente misterio ...
Hipótesis de los Cuantos de Planck
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Cuando la luz incide sobre un metal algunas veces los electrones fluyen originando una corriente eléctrica.
El Efecto Fotoeléctrico
La física clásica no podía explicar algunas características específicas sobre como funciona este efecto. Así que Einstein utilizó la idea de Planck para resolverlo..
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Si los átomos emiten luz sólo en paquetes discretos quizá la luz se transporta en paquetes de energía dados por la fórmula de Planck
Llamó fotones a esos pequeños paquetes de energía o luz
El Fotón
E = hv
Donde h es la constante de Planck
(6,63 x 10-34 J*s)
voltagesource
Currentindicator
Radiant energy metal
surface
e-
evacuated chamber
superficie metálica
energía radiante
fuente de voltaje
indicador de corriente
cámara de evacuación
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Teoría corpuscular de la luzEsta teoría corpuscular de la luz asume que un electrón absorve un fotón e hizo predicciones específicas que fueron ciertas. Por ejemplo, abajo se muestra la energía cinética de los electrones que escapan vs. la frecuencia de la luz
Esto muestra claramente estar de acuerdo con la teoría de los fotones y no con la teoría de las ondas.
Esto muestra que la luz está hecha de partículas (fotones) y por lo tanto la luz no es una onda..
Ec
max
de
los
elec
trone
s
Frecuencia de la luz (v)
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Dualidad Onda-Partícula
Anteriormente demostramos que la luz es una onda
Ahora demostramos que la luz es una partícula
Entonces ¿cuál es?
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Esta pregunta no tiene respuesta; debemos aceptar la naturaleza dual de la luz onda-partícula .
Mientras que no podemos imaginar alguna cosa que sea tanto una onda como una partícula al mismo tiempo; pero eso resulta ser el caso de la luz.
¿Particula? ¿Onda?
Dualidad Onda-Partícula
Revisa esta animación acerca de la dualidad
Onda-Partícula
¿De esta manera?Aquí hay uno más para mirar
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12 La razón entre energía y frecuencia de un fotón dado da,
E = hv
c = 3 x 108 m/sh = 6,63 x 10-34 J-sc = λv
A su amplitud
B su velocidad
C la constante de Planck
D su función de trabajo
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13 ¿Qué es un fotón? A un electrón en un estado excitado
B un pequeño paquete de energía electromagnética que tiene propiedades como de partículas
C Una forma de nucleón una de las partículas que forman el núcleo
D Un electrón que ha sido dejado eléctricamente neutro
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14 la energía de un fotón depende de
A su amplitud.B su velocitdad.C su frecuencia.D ninguna de las respuestas anteriores
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15 Se puede explicar el efecto fotoeléctrico asumiendo que
A la luz tiene una naturaleza ondulatoriaB la luz tiene una naturaleza corpuscular
C la luz tiene una naturaleza ondulatoria y corpuscular
D ninguna de las anteriores
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16 La energía de un fotón que tiene una frecuencia de110 GHz es
A 1,1 × 10-20 JB 1,4 × 10-22 JC 7,3 × 10-23 JD 1,3 × 10-25 J
E = h
c = 3 x 108 m/sh = 6,63 x 10-34 J-sc = λv
v
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17 La frecuencia de un fotón que tiene una energía de 3.7 x 10-18 J es:
A 5,6 × 1015 Hz
B 1,8 × 10-16 Hz
C 2,5 × 10-15 J
D 5,4 × 10-8 J
E 2,5 × 1015 J
E = h
c = 3 x 108 m/sh = 6,63 x 10-34 J-sc = λv
v
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18 La energía de un fotón que tiene una longitud de onda de 12,3 nm es
A 1,51 × 10-17 J
B 4,42 × 10-23 J
C 1,99 × 10-25 J
D 2,72 × 10-50 J
E 1,61 × 10-17 J
E = h
c = 3 x 108 m/sh = 6,63 x 10-34 J-sc = λv
v
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19 Si la longitud de onda de un fotón se divide a la mitad, ¿por que factor debe cambiar la energía?
A 4
B 2
C 1/4
D 1/2
E = h
c = 3 x 108 m/sh = 6,63 x 10-34 J-sc = λv
v
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20 En comparación con la luz UV con una longitud de onda de 300 nm, la luz roja tiene la mitad de la energía. ¿Cuál debe ser la longitud de onda de la luz roja?
A 150 nmB 300 nmC 600 nmD 900 nmE 450 nm
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Energía, Masa, y Momento de un Fotón
Es evidente que un fotón debe viajar a la velocidad de la luz (ya que es la luz)
La Relatividad Especial nos dice dos cosas de eso: La masa de un fotón es cero
El momento de un fotón depende de su longitud de onda
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Energía, Masa, y Momento de un Fotón
m = 0
p = hv c
ya que c = λvp = h λ
Esta última ecuación resultó tener ENORMES consecuencias
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¿La Materia como una onda?
Teniendo todo esto en cuenta, en 1924, el físico francés Louis de Broglie preguntó:"Si la luz puede comportarse como una onda o como una partícula, ¿puede la materia comportarse como una onda?"
El encontró que sorprendentemente lo hace.
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Longitud de onda de la Materia
de Broglie combinó p = h/ con p = mv para obtener
La longitud de onda de la Materia
Esta longitud de onda es realmente muy pequeña para objetos normales, por lo que nunca se había visto antes,
pero tuvo un impacto dramático en la estructura de los átomos.
l = hmv=λ
en otras palabras ONDA = PARTÍCULA
λ
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Naturaleza ondulatoria de la materia
La hipótesis de De Broglie, que las partículas tienen propiedades ondulatorias, necesita ser apoyada por la experiencia.
De hecho, en un experimento ganador del premio Nobel, Davisson y Germer de Bell Labs descubrieron que los electrones pueden difractarse (recordemos el experimento de la doble rendija), al igual que las ondas.
Las longitudes de onda de los electrones son frecuentemente de alrededor de 10-10 m, aproximadamente del tamaño de un átomo, por lo que el carácter ondulatorio de los electrones es importante.
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Naturaleza ondulatoria de la materia
Los electrones disparados de uno en uno hacia dos ranuras muestran el mismo patrón de interferencia cuando "aterrizan" en una pantalla lejana.
La "onda electrón" debe pasar por dos rendijas al mismo tiempo ... que es algo que no podemos imaginar que haga una partícula ... pero lo hace.
¡Click aquí para un video con más explicación de todo esto!
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Estas fotos muestran electrones que fueron disparados uno a uno a través de dos rendijas
Cada exposición se realizó después de un tiempo un poco más largo. Emerge el mismo patrón que se encontró con la luz.
Cada electrón debe comportarse individualmente como una onda y pasar a través de ambas rendijas. Pero cada uno de los electrones debe ser una partícula cuando llega a la película o no marcaría un punto hacia afuera.
¡La experiencia mas increible de mi vida
Estas fotos muestran que la materia actúa tanto como onda y como partícula.
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21 ¿Cuál es la longitud de onda de una pelota de 0,25 kg viajando a 20 m/s?
h = 6,63 x 10-34 J-s
l = hmv=
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22 ¿Cuál es la longitud de onda de una persona de 80 kg corriendo a 4 m/s?
h = 6,63 x 10-34 J-s
l = hmv=
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23 ¿Cuál es la longitud de onda de una onda de materia asociada con un electrón (m e = 9,1 x 10 -31kg) que se mueve con una rapidez de 2,5 × 10 7 m/s?
h = 6,63 x 10-34 J-s
l = hmv=
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24 ¿Cuál es la longitud de onda de una onda de materia asociada con un electrón (m e = 9,1 x 10 -31kg) que se mueve con una rapidez de 1,5 × 106 m/s?
h = 6,63 x 10-34 J-s
l = hmv=
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¿Por que todo es "Materia"?
Dado que la materia y la energía se entienden ahora por compartir ciertas características (longitud de onda, por ejemplo) la interacción de la materia con la luz que nos ha permitido investigar la naturaleza de la materia misma, de la estructura del átomo al comportamiento único de las moléculas. ¡La estructura y el comportamiento de la materia es el dominio de la química!
"¿No son los cuerpos enormes y la luz convertibles uno en otro, y no pueden recibir los cuerpos gran parte de su actividad a
partir de las partículas de luz que los componen?"
- Newton
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Química
La química estudia la materia y los cambios que sufre.
El campo de la química estudiado está determinado por los tipos de materia que cambian y los tipos de cambios que sufre.
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MateriaDebes recordar que definimos materia como algo
que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio
Átomos de un elemento
Moléculas de un elemento diatómico
Moléculas de un compuesto
Mezcla de elementos y un compuesto
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Existencia del Átomo
La idea de átomo existe de una forma u otra desde aproximadamente 2500 años atrás.En 1909 fue probada por Ernest Rutherford..
Vamos a ir a través de un relato histórico de cómo los científicos llegaron a que Rutherford demostrara la existencia del átomo
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¿De qué está hecha la "materia"?
Tierra Aire Fuego Agua
Por lo tanto, según esta teoría, lo que hace que el cobre o
cualquier otra sustancia única sea lo que es, era la mezcla
única de estos cuatro elementos.
Los antiguos griegos creían que la materia era una combinación de cuatro "elementos"
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De acuerdo con esta teoría de los cuatro elementos, si bastara con cambiar las proporciones de estos cuatro"elementos" , tal vez que convierta una sustancia en otra - como el estaño en oro!Por ejemplo, pueden haber pensado que el estaño sólo necesita un poco más del "elemento" tierra con el fin de convertirse en oro.
estaño + tierra ---> Oro
Excepto,que esto nunca funcionó para ellos. La Transmutación
ocurre en el mundo natural Pero hacerlo artificialmente requiere de tecnología moderna y no concuerda con esta teoría!
Sí!!
Transmutaciones
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Una antigua teoría alternativa
Un filósofo griego llamado Demócrito creía que la materia consistía en pequeñas esferas que llamó "atomos" moviéndose a través del espacio vacío, lo que él llamó el "vacío".
La palabra "atomos" significa indivisible en griego y de aquí es de donde viene la palabra "átomo", por supuesto.Hubo una serie de huecos en su teoría, entre ellos estaba el que los átomos son divisibles, pero estaba en lo cierto.
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Postulados de Dalton Sobre idea de Demócrito, a principios de 1800, el químico Inglés John Dalton fue el primer científico en observar el mundo físico y la materia y a través de estas observaciones, extraer algunas conclusiones acerca de los átomos.
Varios átomos y moléculas como mostrados en un libro de John Dalton de 1808 :
Un Nuevo Sistema de Filosofía Quimica
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Dalton tenía pocos componentes principales en su teoría
La materia está compuesta de átomos, los cuales son
indivisibles. Cada compuesto consiste en una relación de un
conjunto de átomos
Los átomos de un mismo elemento son idénticos
C C C C
Los átomos de distintos elementos son
diferentesC Si
Los átomos no se cambian, crean ni se destruyen en una
reacción, simplemente se reorganizan
H
Cl
H
H
H
Cl
Cl
Cl
Teoría Atómica de Dalton
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Ley de Conservación de la Masa
click aquí para una explicación de la conservación de masa
Dalton sabía que las reacciones químicas ocurren por reordenamiento de los átomos. La ley de conservación de
la masa ya había sido descubierta. Las masas de los productos químicos antes y después de una reacción
siguen siendo las mismas, ¡entonces el número de átomos antes y después de una reacción también seguirán siendo
los mismos!
Bicarbonato de sodio + vinagre sal + agua +dióxido de carbono gaseoso 3,861 g 3,681 g
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25 ¿Cuál de los siguientes no es uno de los postulados de la teoría atómica de Dalton? A Los átomos están compuestos de protones, neutrones, y electrones.
B Todos los átomos de un elemento dado son idénticos
C Los átomos no se crean ni se destruyen en una reacción química
D Los compuestos se forman cuando se combinan los átomos de más de un elemento
E Cada elemento está compuesto de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
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Postulados de Dalton
Dalton tenía la idea correcta con sus postulados, pero no estaba del todo correcto. Se vio limitado por el equipo que tenía para observar las reacciones.
Hoy sabemos que hay algunas formas de reacciones en las que la masa no cambia, y los átomos se cambian de un tipo a otro. Has aprendido esto el último año en física. Se llaman reacciones nucleares.
Asimismo, recuerda que hoy conocemos átomos que pueden dividirse en trozos más pequeños. También sabemos que todos los átomos de un elemento no son idénticos - los elementos encontrados en la naturaleza pueden variar en número de neutrones. Sin embargo, a los efectos de la química general, los Postulados de Dalton son todavía bastante una aproximación razonable de lo que realmente está sucediendo en las reacciones químicas.
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Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón
A finales del 1800 los los científicos hicieron pasar electricidad a través de un tubo de vidrio conteniendo una pequeña cantidad de
un gas particular, como el oxígeno.
+ -
APAGADO
+ -
ENCENDIDO
.
Cuando se conectaba la alimentación, el tubo emitía luz
Nota: El electrodo positivo se llamó ánodo y el negativo se llamó cátodo.
Slide 74 / 159
+ -
ENCENDIDO
+
-
.
Los científicos descubrieron que podían desviar este haz sometiéndolo a un campo eléctrico adicional.
La deflección del haz hacia el electrodo positivo
indica que el hazlleva una carga negativa y viajó desde el cátodo hacia el ánodo. Ya que
se "originan" en el cátodo, fueron llamados "rayos
catódicos".
Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón
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+ -
ENCENDIDO
objetosombra
.
Había mucha especulación sobre lo que eran estos "rayos catódicos". Algunos creyeron que eran una onda, otros una corriente de partículas. Para probar esto, se coloca un objeto con el fin de interrumpir el haz
Dado que solamente las partículas dejarían de
pasar a través del objeto, creyeron que estos "rayos catódicos" eran partículas.
Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón
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+ -
ENCENDIDO
+
-
.
Una vez que comprendieron que estos rayos eran partículas fueron en busca de sus propiedades, como su masa y el tamaño de su carga.
Los científicos determinaron que un campo eléctrico muy débil podría desviar mucho el haz. ¿Qué nos dice esto entre la relación que
existe entre la carga y la masa de estas partículas?
deflección
Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón - PREGUNTA
DE DISCUSIÓN
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+ -
ENCENDIDO
+
-
deflección
.
Dado que las partículas se desviaban fácilmente, deben tener, ya sea una muy pequeña masa (las cosas pequeñas son más fáciles de mover que las cosas grandes) o una carga muy grande (los opuestos se atraen). Por lo tanto, la relación debe ser un número enorme
Si la carga era realmente grande: Si la masa era realmente grande:
cargamasa
cargamasa= gran relación = gran relación
Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón - PREGUNTA
DE DISCUSIÓN
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.
Un científico llamado J.J. Thomson fue capaz de determinar que esta relación carga masa debe ser:
1,76 x1011 Coulombs de carga/ kg de masa o C/kg
Ten en cuenta, en este punto, que no conocían ni la carga ni la masa, sólo que la relación era grande o que había bien una gran carga o una pequeña masa. Lo que es muy interesante es que estas partículas se encuentran en todos los gases que experimentaron en y todos tenían la misma relación carga a masa.
Excavando dentro del Átomo: Descubrimiento del Electrón
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.
Estas partículas, ahora llamadas "Electrones" deben ser
un bloque de construcción fundamental en todos los átomos
un bloque fundamental en la construcción¡Los átomos eran realmente divisibles!
Conclusión Fundamental de Thompson
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26 ¿Qué característica acerca de los rayos catódicos les llevó a creer que estaban cargados negativamente?
A Eran pequeños
B Se desviaban fácilmente
C Se desviaban hacia el electrodo positivo
D Se movían rápidamente
E Se encontraban en todos los átomos
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27 ¿Qué evidencia indica que los rayos catódicos tenían propiedades como partículas?
A Eran pequeñas
B No eran capaces de pasar a través de un objeto grueso
C Se movían muy rápidamente
D Se desvían fácilmente hacia el electrodo positivo
E No se alteraban por un campo magnético
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28 ¿Cuál de los siguientes no es verdad en cuanto a los rayos catódicos?
A Se originan en el electrodo negativo
B Viajan en línea recta, en ausencia de campos eléctricos o magnéticos.
C Se mueven desde el cátodo al ánodo.
D Se componen de electrones.
E Las características de los rayos catódicos dependen del material del cual se emiten.
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Experimento de la gota de aceite de Millikan: Encontrando la carga y la
masa de un electrón
.
Un científico llamado Millikan roció gotas de aceite dentro de un recipiente y entonces hizo pasar alta energía de rayos X en el recipiente con la esperanza de quitar los electrones de las moléculas de aire y sobre las gotas de aceite.
Midiendo la energía necesaria para frenar el descenso de las gotas , fué capaz de determinar la carga por gota. Mientras más energía se necesita para evitar la caida de la gota, menor será la carga de la gota.
Rayos X
Gotas de aceite
+
-
Click aquí para ver una animación del experimento
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.
Encontrar la carga y la masa de un electrónEstos son algunos datos del experimento de Millikan
AquíGota Carga (Coulombs)
1 4,8 E -19
2 3,2 E -19
3 6,4 E -19
4 9,6 E -19
Curiosamente, encontró que las cargas en cada gota era múltiplo de un número. ¿puedes encontrar de qué número son múltiplos?
= 1,6 E -19 Coulombs
Interpretó esto correctamente como la carga de un electrón.
Experimento de la gota de aceite de Millikan: Datos de la Muestra
mueve para ver la respuesta
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.
Una vez que se conoce la carga, fue fácil usar la relación carga / masa de Thomson, para encontrar la masa.
1,6 x10-19 C x 1 kg = 9,09 x 10-31 kg1,76 x1011 C
¡Esta es una masa minúscula.
Los electrones son super super pequeños!.
Encontrando la carga y la masa de un electrón
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29 ¿Cuál de estas debería ser la carga de una gota, en el experimento de la gota de Millikan?
A 0,80 x 10-19 C
B 2 x 10-19 C
C 8 x 10-19 C
D 4 x 10-19 C
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30 La magnitud de la carga de un electrón fue determinada en __________.
A El tubo de rayos catódicos, por J. J. ThomsonB El experimento de la gota de aceite de MillikanC La teoría atómica de Dalton D La teoría atómica de la materia
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Descubrimiento del Protón.
Después del descubrimiento del electrón, los científicos creían que también debía haber una partícula cargada positivamente en el átomo. Para buscarlas, se utilizó un tubo de rayos anódicos.
Energía
+
-Rayos
anódicos positivos
Mediante la colocación de agujeros en el cátodo, las partículas podrían moverse a través de él, encontraron que las partículas se mueven de hecho desde el ánodo hacia el cátodo. Puesto que se mueven hacia una placa negativa, deben ser positivas.
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.
Los rayos anódicos se denominan protones, los cuales resultaron ser significativamente mas pesados que los electrones
1 protón = 1840 x la masa del electrón
Ya que los rayos anódicos que se encontraron el oxígeno resultaron ser 8 veces más pesados que los del hidrógeno, se asumió que el oxígeno tenía 8 protones comparado con el hidrógeno que tiene 1.
El número de protones que tiene un átomo es su número atómico (Z) y es diferente para cada elemento de la tabla periódica.
Descubrimiento del Protón
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.
A diferencia de los rayos catódicos / electrones, cada rayo anódico / protón tenía diferentes masas dependiendo del gas utilizado en el tubo. Más interesante fue el hecho de que cada elemento parecía tener algunos rayos anódicos con la masa de los encontrados en el hidrógeno.
Llegaron a la conclusión de que los rayos anódicos encontrados en el hidrógeno, eran partículas fundamentales como los electrones, y se encuentran en todos los átomos
Descubrimiento del Protón
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31 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es CIERTA con respecto a los protones?
A Originalmente fueron llamados rayos catódicos
B Se mueven más rápido que los rayos catódicos
C Tienen una mayor masa que la de los electrones
D Se mueven desde el cátodo hacia el ánodo
E Tienen la misma carga que un electrón
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32 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones NO ES CIERTA con respecto a los protones y los electrones?
A Ambos se encuentran en todos los átomos
B Ambos tienen la misma carga
C Los Protones son significativamente más pesados que los electrones
D No todos los elementos tienen el mismo número de protones
E Todas son verdaderas
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.
Cada símbolo de un elemento de la tabla periódica muestra claramente el número atómico
6
12.01
CNúmero Atómico (Z)
Nota: las Tablas Periódicas varían la ubicación del número atómico. Siempre es
un número entero
Número Atómico y Protones
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33 El Bario se usa para ayudar a tomar rayos X del sistema digestivo del cuerpo humano. ¿Cuál es el número atómico del bario (Ba)?
A 38B 48C 137
D 4E 56
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34 ¿Cuál es el número correcto de protones en un átomo de Vanadio (V)?
A 23B 51C 18D 24E 50
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.
Si un átomo es eléctricamente neutro, deberá tener el mismo número
de protones y electrones.
Oxígeno Neutro ---> 8 (+) protones y 8 (-) electrones
Magnesio Neutro ---> 12 (+) protones y 12 (-) electrones
Número Atómico, Protones, Electrones, e Iones
+
++ +
++
++ +
++
+++
+ +
-
-
--
-
--
-
-
+ 88+
Carga 0
Átomo Neutro
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.
Si un átomo pierde o gana electrones, quedará cargado y se conoce como un ión
Catión = ión cargado positivamente
Anión = ión cargado negativamente
Número Atómico, Protones, Electrones, e Iones
+
++ +
++
++ +
++
+++
+ +
-
-
--
-
--
- -
-
-
+ 810+
Carga -2
Anión
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.
Cuando un átomo pierde electrones, pierde carga negativa, y se volverá un catión positivo.
Mg Mg2+
12 protones 12 protones
12 electrones 10 electrones
Cuando un átomo gana electrones, gana carga negativa, y se volverá un anión negativoO O2-
8 protones 8 protones
8 electrones 10 electrones
Nota: La carga de un ión aparece típicamente como un superíndice en la parte superior derecha del símbolo
Iones
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Trabajando con Iones
Símbolo protones electrones carga
P3- 15
18 +2
Fe3+
Llena la tabla de abajo para practicar con iones
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35 Los iones Floururo se usan en la pasta dental ¿Cuántos protones y electrones están presentes en un ión F- ?
A 9 protones, 9 electronesB 9 protones, 10 electrones
C 9 protones, 8 electrones
D 19 protones, 20 electrones
E 19 protones, 18 electrones
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36 ¿Cuál debería ser el número correcto de electrones presente en un ión Nitruro (N3-)?
A 7B 4C 17D 10E 14
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(1) La materia está compuesta de átomos
(2) Los átomos están compuestos de dos partículas sub atómicas cargadas: protones y electrones.
(3) Los diferentes elementos tienen diferente número de protones y electrones.
Las tres ideas principales que conocemos ahora
La pregunta que los científicos estaban tratando de resolver era cómo estaban
organizadas estas partículas dentro del átomo, en otras palabras, cómo puede determinarse la estructura de un
átomo.
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Modelo del Budín con Pasas
La teoría que prevalece sobre la composición del átomo fue la del “budín con pasas” modelo - propuesto por J. J. Thomson alrededor de 1900.
En el modelo aparece una esfera de materia positiva con los electrones negativos incrustados en ella.
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Los científicos mostraron una imagen con los electrones repartidos en medio de protones
Los electrones cargados negativamente sirvieron como "pasas" repartidas por todo el "budín" - los protones.Por supuesto, los modelos deben ser probados y la búsqueda entonces fue para encontrar evidencia que apoyara el modelo del "budín de pasas".
-- -
--
-+++ +
+ ++
Modelo del Budín con Pasas
La propuesta original para el átomo se basa en la idea de que las cargas positivas y negativas se atraen y cargas iguales se repelen.
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Radioactividad
La Radioactividad es la emisión espontánea de radiación por un átomo.
Marie y Pierre Curie también la estudiaron
Los tres compartieron en 1903 el Premio Nobel en Física por su trabajo. Maria Curie también ganó el Premio Nobel de Química en 1911
Fué observada primero por Henri Becquerel.
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Radioactividad
Tres tipos de radiación fueron descubiertas por Ernest Rutherford:
- partículas alfa (partículas cargadas positivamente con una masa aproximadamente 4 veces mayor que la del protón)
- partículas beta (electrones)
- rayos gamma (forma de luz con muy alta energía)bloque de plomo
placas eléctricamente cargadas
placa fotográfica
rayos
rayos
rayos
sustancia radioactiva
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37 De los tres tipos de radioactividad caracterizadas por Rutherford, ¿cuáles son partículas?
A rayos β B rayos α, rayos β, y rayos γ C rayos γD rayos α y rayos γE rayos α y rayos β
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38 Las partículas Beta son atraídas hacia una placa cargada ________ , lo que indica que están cargadas __________
A positivamente, negativamente
B negativamente, positivamente
C neutralmente, negativamente
D neutralmente, positivamente
E neutralmente, neutralmente
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39 Las partículas Alfa están cargadas ____________ .
A negativamente
B positivamente
C neutralmente
D se desconoce
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Experimento de Geiger-Marsden (Experimento de la Lámina de Oro )
Ernest Rutherford disparó partículas alfa en una fina lámina de la hoja de oro y observó el patrón de dispersión de las partículas
fuente radioactiva
partículas que modificaronlevemente su trayectoria
partículas sin modificación en su trayectoria pantalla
fluorescente
lámina de oro
partículas que rebotaron
Click aquí para ver una animación del experimento
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Descubrimiento del Núcleo
En el modelo atómico de Budín con pasas, las cargas positivas y negativas están dispersas uniformente a lo largo del átomo. Si este modelo fuera correcto, las partículas alfa de alta energía serían levente deflectadas por campos eléctricoe débiles a medida que fueran pasando por la lámina. Rutherford y su equipo esperaban que todas las partículas alfa pasaran a través de los átomos en la lámina de oro y que se desviaran sólo en unos pocos grados.
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Descubrimiento del Núcleo
Lo que en realidad sucedió fue muy sorprendente.
La mayoría de las partículas volaron atravesando la lámina y no se desviaron.
fuente radioactiva
partículas que modificaronlevemente su trayectoria
partículas sin modificación en su trayectoria pantalla
fluorescente
lámina de oro
partículas que rebotaron
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Descubrimiento del Núcleo
Aunque la mayoría de las partículas atravezaron la lámina en línea recta...
algunas rebotaron hacia atrás...
¡totalmente inesperado!
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Experimento de Rutherford de la Lámina de Oro
La única manera de entender que las partículas alfa cambiaran su trayectoria era asumir que toda la carga positiva estaba contenida en un pequeño volumen.Un pequeño núcleo muy denso debe estar dentro de un átomo, en su mayoría vacío,En la actualidad sabemos que el radio del núcleo es 1/10.000 del átomo.
lámina de oro
partícula alfa átomo de oro
núcleo
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El Átomo Nuclear
Ya que la mayoría de las partículas pasaron a través de la lámina y algunas partículas sufrieron la desviación de su trayectoria en grandes ángulos, el modelo de Thomson no podría ser el correcto.
La manera en que las partículas positivas rebotaron en la delgada lámina indicó que la mayor parte de la masa de un átomo está concentrada en una pequeña región.
Debido a que la mayoría de las partículas positivas continuaron en su trayectoria original sin desviarse, Rutherford debió concluir que la mayor parte de un átomo era una región de muy baja densidad.
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En palabras de Rutherford...
Entonces, recuerdo dos o tres días más tarde a Geiger viniendo hacia mí muy emocionado y diciendo: "Hemos podido obtener algunas de las partículas alfa que rebotaron..."Este fue el evento más increíble que sucedió en mi vida. Fue casi tan increíble como si dispararas un proyectil de unas 15 pulgadas de diámetro sobre papel tissue y rebotara y te golpeara"
- Rutherford
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40 El experimento de la lámina de oro realizado en el laboratorio de __________.
A Confirmó el modelo del átomo de budín con pasas
B Llevó al descubrimiento del núcleo atómico
C Fue la base del modelo de Thomson para el átomo
D Utilizó la deflección de las partículas betas en la lámina de oro
E Demostró la ley de las proporciones múltiples.
# # #
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41 Del modelo atómico nuclear de Rutherford se desprende que:
A Las partículas subatómicas pesadas están ubicadas en el núcleo.
B Todas las principales partículas subatómicas tienen básicamente la misma masa
C Las partículas subatómicas livianas están ubicadas en el núcleo.
D La masa se extiende uniformemente en todo el átomo
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.
Como los electrones son mucho más pequeños que los protones, Rutherford creía que la masa de un átomo se relaciona simplemente con el número de protones presentes. Sin embargo, se encontraron con que ¡los átomos eran más pesados de lo previsto!
Ejemplo - Helio (He)
Helio = 2 protones, 2 electrones
Masa esperada = 2 x (masa del protón)
Masa actual = 4 x (masa del protón)
Descubrimiento del Neutrón
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.
Ejemplo - Helio (He)
Helio = 2 protones, 2 electrones
Masa esperada = 2 x (masa del protón)
Masa actual = 4 x (masa del protón)
El helio es dos veces más pesado que lo que se esperaba. ¡Tiene que haber otra partícula! Esta otra partícula era el neutrón y su existencia fue propuesta por Rutherford dos años después de su experimento, y determinado experimentalmente en 1932.
Descubrimiento del Neutrón
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El Átomo Nuclear
Rutherford postuló un núcleo denso, muy pequeño con los electrones alrededor del exterior del átomo.
La mayor parte del volumen del átomo es espacio vacío .
10-4 Ao
1-5 Ao
Núcleo conteniendoprotones y neutrones
Volumen ocupado por los electrones
10 A = 1 nmo
escala:
A = 10-10 mo
Click aquí para ver la animación
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.
Neutrones, Protones, y Electrones
Los neutrones tienen una masa que es esencialmente la misma que la de un protón y no tiene carga
La masa de un protón o un neutrón se describe como una unidad de masa atómica o uma.
protón neutrón electrón
+ sin carga -
1 uma 1 uma 1/1840 uma
l
bju..
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.
Neutrones, Protones, y Masas Atómicas
Como los electrones tienen una masa mucho más pequeña que un protón o un neutrón, la masa de un átomo (en uma) se considera generalmente que es igual a la suma de los protones y los neutrones del átomo.
(N° de protones) + (N° de neutrones) = masa atómica (A) en umas
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42 ¿Cuál es la masa de un elemento que tiene 10 protones y 11 neutrones?
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43 ¿Cuántos neutrones hay en un átomo de oxígeno con una masa de 18 umas?
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44 ¿Cuántos neutrones hay en un átomo de óxigeno con una masa de 18 umas?
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45 ¿Cuántos neutrones hay en un átomo con una masa de 13 umas y un número atómico de 7?
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46 ¿Cuál es la masa de un elemento con 18 protones, 18 electrones, y 22 neutrones?
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.
Comunmente hay dos formas para indicar la masa de un átomo en particular.
masa atómica (uma)
número atomico C
12
6
Símbolos Atómicos y Masas Atómicas
Método 1
La masa se escribe como un número despues del
símbolo.
Método 2 (Símbolo Nuclear )
La masa se escribe como un superíndice a la izquierda del
símbolo.
Ne-20
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Símbolos Nucleares
N° de protones
N° de protones + N° de neutrones número másico X
Número Másico
Número Atómico
Recuerda, cuando el átomo es neutro, el número de protones iguala al número de electrones
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47 ¿Cuántos neutrones hay en un átomo neutro de Sr-80?
A 38B 32C 38D 80E 42
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48 Encuentra el número másico
Na2311
Átomo de Sodio
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49 ¿Cuántos protones tiene este elemento?
Na2311
Átomo de Sodio
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50 ¿Cuántos electrones tiene este elemento?
Na2311
Átomo de Sodio
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51 ¿Cuántos neutrones tiene este elemento?
Na2311
Átomo de Sodio
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52 ¿Cuántos neutrones tiene este elemento?
Br8035Átomo de Bromo
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53 ¿Cuál de los siguientes elementos tiene 45 neutrones?
A 80Kr
B 80Br
C 78Se
D 103Rh
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54 Un ión tiene 8 protones, 9 neutrones, y 10 electrones. El símbolo para este ión es __________.
A 17O2-
B 17O2+
C 19F+
D 19F-
E 17Ne2+
# # #
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Símbolo Nuclear
Símbolo Alternativ
o
NúmeroAtómico
(Z)
Masa Atómica
(A)
N° de protones
N° de neutrone
s
N° de e lectrone
sCarga
15 N 7
N- 15 0
24 10 +1
17 18 18
I-131 -1
238 U 92
0
¡PRACTICA! Completa la tabla de abajo
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Isótopos
Los átomos de un mismo elemento pueden tener diferente números de neutrones. Por ejemplo, algunos átomos de carbono tienen 6 neutrones, algunos átomos de Carbono tienen 8 neutrones.
Los átomos del mismo elemento que tienen diferente número de neutrones se llaman isótopos.
C-12 C-14
protonesneutroneselectrones
666
686
Nota: Los isótopos de un elemento siempre tendrán el mismo número de protones pero tendrán diferentes masas debido a que
difieren en el número de neutrones.
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Escribe el símbolo completo para cada uno de estos isótopos.
Neón 2010 protones10 neutrones10 electrones
Neón 2110 protones11 neutrones10 electrones
Neón 2210 protones12 neutrones10 electrones
Ne Ne Ne
Isótopos
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55 ¿Cuál par de átomos constituye un par de isótopos del mismo elemento?
X147
14 6 XA
B
C
D
E
# # #
X612X14
6
X1121X20
10
X817X17
9
X919X19
10
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56 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es CIERTA acerca de los isótopos de un elemento?
A Tienen el mismo número de protones
B Tienen el mismo número de neutrones
C Tienen la misma masa
D Tienen el mismo número atómico
E A y D
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57 Un átomo que es un isótopo del potasio (K) debe...
A Tener 20 protones
B Tener 19 neutrones
C Tener 19 protones
D Tener una masa de 39
E Tener un total de 39 protones y neutrones
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58 ¿Cuál especie es un isótopo del 39Cl?
A 40Ar+
B 34S2-
C 36Cl -
D 80Br
E 39Ar
# # #
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Isótopos y Masas Atómicas
No todos los isótopos se encuentra en la misma abundancia en la naturaleza.
Neón 2010 protones10 neutrones10 electrones
Neón 2110 protones11 neutrones10 electrones
Neón 2210 protones12 neutrones10 electrones
90.48% 0.27% 9.25%
Así que en una muestra de 10000 átomos de neón puedes encontrar en promedio de...
9048 27 925(átomos de cada isótopo de neón)
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Masas Atómicas y Número Másico
La masa atómica indica la masa atómica promedio de todos los isótopos de un elemento dado. Este es el número que figura en la tabla periódica
El número másico indica la masa relativa exacta de un isótopo particular de ese elemento. Estos números NO figuran en la tabla periódica.
10
Masa atómica (un promedio - no es que unátomo de neón tiene esta masa)
20.18
Ne
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Calculando Masas Atómicas Para determinar la masa atómica de un elemento, uno debe conocer las masas de los isótopos y la forma en que se encuentran comunmente en la naturaleza. A continuación se muestra como se calcula un promedio de masas.
Ejemplo : como podemos ver, una muestra de neón consistirá de tres isótopos estables - Ne-20, Ne-21, y Ne-22. Si la abundancia
relativa de estos es 90,48%, 0,27%, y 9,25% respectivamente, ¿cuál es la masa atómica del neón?
Como calcular el promedio de masa atómica:
1. Multiplica cada isótopo por su % de abundancia expresado como un decimal2. Suma todos los productos
20(0,9048) + 21(0,0027) + 22(0,0925) = 20,18 umas.
.
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Ejemplo: Calcula la Masa Atómica
El carbono consiste de dos isótopos que son estables: (C-12 y C-13). Suponiendo que el 98,89% de una muestra de carbono son átomos de C-12,¿ cuál es la masa atómica del carbono?
Primero, 100-98,89 = 1,10% C-14luego...
12(0,9889) + 13(0,011) = 12,01 umas
mueve para la respuesta
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59 Calcula la masa atómica del oxígeno si su abundancia en la natureleza es:
99,76% oxígeno-16, 0,04% oxígeno-17, y 0,20% oxígeno-18.
# # #
(oxígeno líquido)
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60 Calcula la masa atómica del cobre.El Cobre tiene 2 isótopos. El 69,1% tiene una masa de 62,9 umas. El resto tiene una masa de 64,93 umas.
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61 El azufre tiene dos isótopos estables: S-32 y S-34. Usando la masa atómica promedio de la tabla periódica, ¿cuál de las siguientes opciones se aproxima a la abundancia natural relativa de estos isótopos de azufre?
A 50% S-32 y 50% S-34B 25% S-32 y 75% S-34C 75% S-32 y 25% S-34D 95% S-32 y 5% S-34E 5% S-32 y 95% S-34
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Si un elefante come plantas en un clima húmedo, la relación de N-15 a N-14 en el pelo será menor que la que se encuentra
normalmente en la naturaleza. Si comen las plantas en un clima seco , tendrán una relación más
alta de N-15 sobre el N-14 que lo normal en su pelo.
¿Dónde buscar un elefante que tenga una muestra de pelo con una proporción de 0,0045 N-15/N-14 cuando la proporción normal es de 0,0034 N-15/N-14?
Aplicación de Isótopos
Los elefantes son cazados por el marfil de sus colmillos. Los guardias
de los parques usanisótopos para rastrear a donde van los elefantes para poder ayudar a
protegerlos.
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Si un elefante come plantas en un clima húmedo, la relación de N-15 a N-14 en el pelo será menor que la que se encuentra
normalmente en la naturaleza. Si comen las plantas en un clima seco , tendrán una relación más
alta de N-15 sobre el N-14 que lo normal en su pelo.
¿Dónde buscar un elefante que tenga una muestra de pelo con una proporción de 0,0045 N-15/N-14 cuando la proporción normal es de 0,0034 N-15/N-14?
Línea del tiempo atómica
Los elefantes son cazados por el marfil de sus colmillos. Los guardias
de los parques usanisótopos para rastrear a donde van los elefantes para poder ayudar a
protegerlos.
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Evolución de la teoría atómica
Democritus
460 BC
Dalton
1803
Thomson
1897
Rutherford
1912
?
Átomos Postulado de
DaltonModelo de Budín con
pasas
Modelo nuclear
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El Problema con el Átomo Nuclear
Dónde estamos:1. Los átomos están compuestos de protones, neutrones y electrones.2. Los protones y los neutrones representan la gran mayoría de la masa de un átomo y se encuentran juntos en el pequeño y denso núcleo.3. Los electrones se encuentran fuera del núcleo y ocupan la gran mayoría del volumen.
10-4 Ao
1-5Ao
Núcleo conteniendo protones y neutrones
Volumen ocupado porlos electrones
Pregunta: ¿Podría pensar alguien que iba a haber un problema con este modelo?
Las cargas positivas y negativas se atraen, entonces, ¿por qué no están juntos los protones y
electrones?
¿Por qué no "caen" los electrones dentro del núcleo?
Problema con el átomo nuclear
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El Problema con el Átomo Nuclear Tal vez los electrones orbitan el núcleo ... como los planetas orbitan al sol. Pero entonces constantemente se aceleran a medida que viajan en un círculo:
a = v2 /r
Pero se sabía que una carga acelerada irradia energía electromagnética... luz
Como una carga irradia luz, esta pierde energía entonces toda la energía cinética se irradiaría en aproximadamente
una billonésima parte de un segundo...y el electrón caería dentro del núcleo. Todos los átomos en el universo
colapsarían
-
+ Espiral de la muerte de un electrón
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Se necesita un nuevo enfoque
La física clásica no pudo explicar cómo podían existir los átomos.Se necesitaba un nuevo enfoque.
El siguiente paso llevó al modelo de Bohr del átomo, que era una explicación semi clásica de átomos. Sería una importante transición a la teoría cuántica moderna.
Una pista importante se encontraría en el tipo de luz que vemos que se produce cuando se en energizan los átomos.
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